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Ausbrüche von Methangas : Kraterlandschaft vor Helgoland

  • -Aktualisiert am

Noch immer strömt Methan aus den Kratern in der Barentssee. Bild: Andreia Plaza Faverol

Ein Sturm ließ vor zwei Jahren massenhaft Methan aus dem Grund der Nordsee entweichen. Es entstanden riesige Vertiefungen vor Helgoland. Wie gefährlich ist das Gas für die Atmosphäre?

          Der Meeresboden der Nordsee ist normalerweise weitgehend flach. Deshalb waren deutsche Ozeanographen, die mit dem Forschungsschiff „Heincke“ im Herbst 2015 in der Deutschen Bucht unterwegs waren, erstaunt, als sie nordwestlich von Helgoland pockennarbige Krater im Meeresboden entdeckten. Diese zum Teil tennisplatzgroßen Vertiefungen waren bei Ausbrüchen von Methangas entstanden, das sich im Meeressediment angesammelt hatte. Während derartige Krater bisher in der Deutschen Bucht bis dahin unbekannt waren, existieren erheblich größere Methankrater im Nordpolarmeer schon seit dem Ende der letzten Eiszeit vor rund 12.000 Jahren.

          Weil die Nordsee ein flaches Randmeer ist, steht ihr sandiger Boden kontinuierlich unter dem Einfluss von Meeresströmungen und Tiden. Sie harken gleichsam den Meeresgrund und gleichen dabei Unebenheiten aus. Selbst in detailreichen Echolotaufnahmen erscheint deshalb der Meeresboden der Nordsee überwiegend konturlos. Erste Hinweise auf die ungewöhnlichen Vertiefungen fanden die Ozeanographen von mehreren norddeutschen Meeresforschungsinstituten nach einem schweren Sturm im November 2015 in einem Seegebiet 45 Kilometer nordwestlich von Helgoland.

          An Bord des Forschungsschiff Heincke bereitet Knut Krämer eine Wasserschallsonde für die Vermessung des Meeresbodens mit dem Fächerecholot vor.

          Die Echolote an Bord des Forschungsschiffes zeigten Dutzende von Kratern an, wo wenige Wochen zuvor noch reliefloser Meeresboden zu sehen war. Während einer weiteren Forschungsfahrt im darauffolgenden Sommer untersuchte die Forschergruppe um Knut Krämer von der Universität Bremen den Meeresboden genauer. Auf einer Fläche von mehr als 900 Quadratkilometern entdeckten die Wissenschaftler mehr als 15.000 Krater, die im Durchschnitt 140 Quadratmeter groß und oft mehrere Dutzend Meter tief waren. An manchen Stellen gab es sogar bis zu 1200 Krater pro Quadratkilometer.

          5000 Tonnen Methan durch Sturm freigesetzt

          Wie Krämer und seine Kollegen in den „Scientific Reports“  berichten, kommt als Ursache für die Entstehung dieser Krater nur das explosionsartige Entweichen von Methangas aus dem Meeressediment in Betracht. Wie viele andere küstennahe Gewässer war die Nordsee vor dem Meeresspiegelanstieg nach dem Ende der letzten Eiszeit ein Feuchtgebiet und damit reich an organischem Material. Bakterien zersetzten es im Laufe der Zeit anoxisch zu Methan, das sich anschließend unterhalb von undurchlässigen Schichten im Meeresuntergrund ansammeln konnte.

          Detailansicht aus dem Pockmark-Feld. Der bisher ebene Meeresboden ist übersät mit Kratern (blau) und Hügeln (rot).

          Das Methan konnte entweichen, als sich Anfang November 2015 ein schwerer Sturm mit ungewöhnlich starker Dünung und hohen Wellen stundenlang über der Deutschen Bucht festgesetzt hatte. Die von den Wellen auf dem Meeresgrund erzeugten Druckunterschiede walkten die undurchlässigen Sedimentschichten derart durch, dass das unter ihnen lagernde Methan entweichen konnte und dabei die tiefen Krater in den Meeresboden riss. Nach Schätzungen der Forscher um Krämer könnten dabei während des Sturmes im Winter 2015 etwa 5000 Tonnen Methan aus dem Meeressediment freigesetzt worden sein.

          Christian Winter (links) und Knut Krämer die Ergebnisse der Echolotkartierungen auf dem Nordseegrund vor Helgoland.

          Während solche Methanausbrüche in der Nordsee bisher unbekannt waren, sind sie im Nordpolarmeer eher typisch. Eine Forschergruppe um Karin Andreassen von der Arktischen Universität im norwegischen Tromsø hat nun ein Kraterfeld in der Barentssee zwischen dem Nordkap und Spitzbergen im Detail untersucht. Dort gibt es riesige Krater mit Durchmessern von bis zu einem Kilometer und Tiefen von maximal hundert Metern. Das aus ihnen seit dem Ende der letzten Eiszeit austretende Methan kommt nicht als Gas im Meeressediment vor. Vielmehr ist es als ein festes Gashydrat zusammen mit Wassermolekülen im Meeresboden gebunden.

          In der Deutschen Bucht gibt es solche Gashydrate nicht, denn dort reicht der hydrostatische Druck nicht aus, Methan und Wasser in sogenannten Käfigmolekülen als Festkörper aneinanderzubinden. Die Ausbrüche in der Barentssee begannen mit dem Rückzug des Eises vor etwa 15.000 Jahren.

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          Wie Andreassen und ihre Kollegen in der Zeitschrift „Science“ berichten, strömen aus den Kratern auch heute noch große Mengen Methan. Allerdings dürfte davon nur ein kleiner Teil die Meeresoberfläche und damit die Atmosphäre erreichen. Das meiste Methan wird bereits im Meerwasser gelöst.

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